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Die Nagel Maschinen- und Werkzeugfabrik ist vor allem als Ansprechpartner für das Honen bekannt. Zum Portfolio der Nürtinger Oberflächenspezialisten zählt aber auch das Superfinishen. Für die Anwender dieser Technologie, die unter einem besonderen Kostendruck stehen, hat Nagel die neue kostengünstige Maschinenplattform „NaCen“ entwickelt.
Im Automobilbau ist das Superfinishen längst nicht mehr wegzudenken. Die Fahrzeughersteller drehen an jeder noch so kleinen Stellschraube, um die CO2-Emissionen zu minimieren. Sämtliche Lagerstellen im Antriebssystem werden daher gefinisht, denn Reibung erhöht den Kraftstoffverbrauch bzw. Schadstoffausstoß. Aber die Technologie kommt nicht nur bei Fahrzeugen mit klassischen Verbrennungsmotoren zum Einsatz. Auch die E-Mobilität profitiert von hochwertigen Oberflächen – weniger Reibung spart auch elektrische Energie. Außerdem: „Durch Superfinishen lassen sich Form und Welligkeit von Lagerstel-len soweit verbessern, dass sich die Laufgeräusche an Rotor- und Getriebewellen signifikant reduzieren“, erklärt Christian Munzinger, Vertriebsleiter bei Nagel. Das gilt im Übrigen für sämtliche elektrischen Antriebe, auch z.B. im Haushalt. Weitere wichtige Anwendungen sieht der Fachmann in der Wälzlagerindustrie, in der Hydraulik oder in der Medizintechnik.
Das Nürtinger Unternehmen ist im Superfinishen, genauso wie im Honen, Komplettanbieter und entwickelt Maschinen mit entsprechender Automation, Werkzeuge und die entsprechenden Anwendungstechnologien. Die Lohnbearbeitung übernimmt zudem Kundenaufträge. „Wir sind auch im Superfinishen Ansprechpartner für alle nur denkbaren Anwendungen“, betont Munzinger. Bislang fokussierte Nagel jedoch vorwiegend den Highend-Bereich. Mit der neuen NaCen-Maschinenplattform (NaCen = Nagel-Center/ Bearbeitung zwischen Spitzen) soll sich das aber ändern. Munzinger: „Mit Einführung der NaCen-Plattform stellen wir uns im Superfinishen noch breiter auf. Wir verfügen damit über ein kostenoptimiertes Konzept für alle Anwender, für die sich ein Highend-Superfinishzentrum nicht rechnet. Durch die Programmkomplettierung sind wir Ansprechpartner für alle nur denkbaren Superfinish-Anwendungen. Durch unsere Stärke im Honen, eine hoch entwickelte Fertigung und globale Präsenz entstehen uns viele wertvolle Synergien, die auch dem Geschäftsbereich Superfinishen zugute kommen.“

Modularer Aufbau
Ist eine Technologie einmal auf breiter Front auf dem Vormarsch, sind auch Zulieferer und Dienstleister angehalten, sich mit ihr zu beschäftigen. Denn für überschaubare Projekte oder kleinere Serien wenden sich die OEMs sehr häufig an externe Bearbeiter. Für diese stellen sich dann ähnliche Fragen nach der Rentabilität. „Die NaCen-Maschinen sind genau auf eng kalkulierende Anwender zugeschnitten“, so der Nagel-Vertriebsleiter weiter. „Der modulare Aufbau kommt häufig wechselnden Anforderungen besonders entgegen.“ Auch wenn es sich um ein „kostenoptimiertes“ Konzept handele, bedeute das nicht, dass der Anwender mit Abstrichen bei der Bauteilqualität rechnen müsse, betont der Experte weiter. Rz-Werte <0,25 bei nahezu 100% Traganteil seien jederzeit realisierbar.

Das Maschinenkonzept eignet sich für die Bearbeitung „zahlreicher wellenförmiger Bauteile“. Mit einer maximalen Spitzenweite von 650 mm lassen sich z.B. fast alle PKW-Nockenwellen bearbeiten. Bis auf Kurbelwellen, werden auch alle anderen im PKW-Bereich vorkommenden Superfinish-Werkstücke abgedeckt. Also z.B. Getriebe-, Zahnrad-, Roto- Ausgleichs- und auch Pumpenwellen. Auch Planbearbeitungen an Zahnradflanken o. ä. sind möglich. Kürzere Bauteile können auch im Spannfutter gespannt werden. Überhaupt sind sämtliche gängigen Werkstückaufnahmen verwendbar. Bis zu vier Finishmodule sind zeitgleich einsetzbar, sowohl für das Band- wie auch für das Steinfinishen. Auch ein Mix aus beiden Finisharten ist möglich. Die Bandnachstellung erfolgt bei Bedarf selbsttätig. Möchte der Anwender eine Maschine automatisieren, stehen dafür die notwendigen Schnittstellen zur Verfügung. Die Beladung ist von vier Seiten möglich (vorne, hinten, rechts und oben). Ein 200 Liter fassende Spülmittelaufbereitung ist integriert.

Intuitive Bedienung
Ein weiterer Kostenaspekt ist die Bedienbarkeit. Munzinger: „Es sind keine Programmierkenntnisse erforderlich. Die Steuerung verfügt über eine von uns entwickelte Oberfläche, die eine intuitive Bedienung erlaubt.“ Die Konstrukteure legten zudem großen Wert auf eine einfache Umrüstung und Wartung. Außerdem stehen dem Anwender dieselben Service-Leistungen zur Verfügung wie den Betreibern anderer Maschinenbaureihen aus dem High-End-Programm, beispielsweise Remote-Diagnosen.
Dank des modularen Konstruktionsprinzips verspricht Nagel kurze Lieferzeiten. Außerdem plant das Unternehmen, die NaCen-Maschinen verstärkt in der eigenen Lohnfertigung einzusetzen, die derzeit stark erweitert wird. „Dabei verfolgen wir eine neue Strategie: Sollte ein Kunde schnell eine neue Maschine benötigen, wird es künftig möglich sein, eine aus unserer Lohnfertigung zu übernehmen“, erklärt Christian Munzinger.
Eine weitere Besonderheit und für den Vertriebsleiter ein klares Alleinstellungsmerkmal für kostengünstige Maschinen ist die Herstellung in Nürtingen. „Uns war von Anfang an wichtig, auch die NaCen-Baureihen vor Ort zu produzieren und mit dem Label ‚Made in Germany‘ zu versehen. So hat der Kunde die Garantie, eine kostengünstige Maschine zu erwerben, die nach den höchsten Fertigungsstandards produziert wurde. Wir stärken damit unseren Standort, sorgen für kurze Lieferzeiten und vermeiden im Sinne des Umweltschutzes lange Transportwege.“ Nagel präsentiert das NaCen-Konzept auf der EMO 2019 in Hannover erstmals der Öffentlichkeit (16. bis 21. Sept., Halle 11, Stand B06).

Die Superfinish-Story begann in Amerika
Die Superfinish-Technologie kommt ursprünglich aus den USA. Dort stellten Automobilisten bereits in den 1930er Jahren transportbedingte Schäden an den Wälzlagern ihrer Fahrzeuge fest. Durch die Endbearbeitung bildete sich eine Weichhaut an den Lageroberflächen, die den Erschütterungen auf Eisenbahnwaggons nicht Stand hielt. Die Fa. Chrysler entwickelte daraufhin ein Verfahren, um die Weichhaut abzutragen: das Superfinishen.
Die Nagel Maschinen- und Werkzeugfabrik GmbH in Nürtingen führte bereits Anfang 1960er Jahre das Bandfinishen von Kurbelwellen in Europa ein und versteht sich als Pionier in dieser Technologie. Der technische Hintergrund damals: die Verdichtungsverhältnisse und Drehzahlen im Verbrennungsmotor nahmen immer mehr zu. Die Lagerstellen nur zu schleifen genügte nicht mehr, um die geforderten Laufqualitäten zu erfüllen. Hochwertigere gefinishte Oberflächen minderten zudem die Kerbwirkung. Heute liegt das Augenmerk im Fahrzeugbau vor allem auf der Reduzierung von CO2-Emissionen durch weniger Reibung im Antriebssystem.
Neben dem Fahrzeugbau setzen auch andere Anwendungsbereiche verstärkt auf das Superfinishen, ein Reflex auf generell steigende Anforderungen an die Qualität. Top-Oberflächen an Lagerungen mindern beispielsweise die Laufgeräusche, damit auch Vibrationen. Einerseits ein Komfort-, andererseits ein Lebensdaueraspekt. „Wir können zwei grundsätzliche Trends unterscheiden: die Realisierung sehr glatter Oberflächen mit Rz-Werten bis 0,05, auch Mirrorfinishen genannt, und Oberflächen mit gezielt eingebrachten Riefen, sogenannte Plateauoberflächen, so dass sich ein zuverlässiger Schmierfilm bilden kann“, sagt Christian Munzinger, Vertriebsleiter Superfinishen bei der der Nagel Maschinen- und Werkzeugfabrik. Das Nürtinger Unternehmen baut den Bereich Superfinishen derzeit gezielt aus. „Unsere führende Stellung auf dem Weltmarkt im Honen ist dafür eine gute Voraussetzung, denn wir können auf vielfältige vorhandene Fertigungs- und Vertriebskapazitäten zurückgreifen“, so Munzinger.